[發明專利]一種紅外焦平面陣列的帶隙基準電路

無效

• 申請號: 201510565150.1
• 申請日: 2015-09-08
• 公開（公告）號: CN105183066A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 呂堅;胡博;顧志冰;車凱;賈超超;周云;闕隆成
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術領域

本發明涉及紅外焦平面陣列探測器技術領域，尤其是涉及一種紅外焦平面陣列的帶隙基準電路。

背景技術

非制冷型紅外陣列探測器因在安全保衛、軍事防御以及科學研究等多個領域廣泛應用。非制冷紅外焦平面陣列探測器利用熱敏材料吸收紅外輻射后引起溫度改變，進而影響自身的電阻，通過測量其電阻的變化來探測紅外輻射信號的大小。因其可在常溫下工作，無需制冷設備，并具有質量輕、體積小、壽命長、成本低、功耗小、啟動快以及穩定性好等優點，滿足了民用紅外系統和部分軍事紅外系統對長波紅外探測器的迫切需要，因而使這項技術得到了快速的發展和應用。

讀出電路（ROIC）是非制冷紅外焦平面陣列（IRFPA）的關鍵部件之一，它的主要功能是對紅外探測器感應到的微弱信號進行預處理（如積分、放大、濾波、采樣/保持等）和陣列信號的并/串轉換。作為讀出電路的核心模塊之一帶隙基準源，它的溫度穩定度以及抗噪性能影響著整個讀出電路系統的精度和性能。使用帶隙基準源，是為了得到與電源無關的偏置，或者為了得到與溫度無關的偏置，它的好壞直接影響電路的性能。

一般的帶隙基準源，能夠滿足大部分系統對溫度漂移、噪聲和PSRR等性能的要求。但是，隨著集成電路的發展，要求帶隙基準源電路具有更低工作電壓、更低功耗、更高精度、更低溫度系數以及更高的PSRR抑制比。因而存在對高性能低功耗的帶隙基準源電路的需要。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種低功耗的紅外焦平面陣列的帶隙基準電路，該電路能夠降低整個芯片的功耗，消除或減小由功耗導致的過熱或芯片損傷等不利影響。

本發明公開的技術方案包括：

提供了一種紅外焦平面陣列的帶隙基準電路，包括：運算放大器電路10，所述運算放大器電路10包括正相輸入端inp、反相輸入端inn和輸出端op_out，并且所述運算放大器電路10使所述正相輸入端inp的電壓和所述反相輸入端inn的電壓相等；共漏極放大器電路20，所述共漏極放大器電路20的輸入端連接到所述運算放大器電路10的輸出端op_out；零溫漂電壓產生電路30，所述零溫漂電壓產生電路30的第一連接端連接到所述運算放大器電路10的正相輸入端inp，所述零溫漂電壓產生電路30的第二連接端連接到所述運算放大器電路10的反相輸入端inn，用于產生正溫系數電流并利用所述正溫系數電路產生基準帶隙零溫漂電壓；其中，共漏極放大器電路20的輸出端連接到所述零溫漂電壓產生電路30的基準帶隙零溫漂電壓輸出端OUT，用于為所述運算放大器電路10提供從輸出到輸入的反饋環路，并實現所述運算放大器電路10的輸出電壓與基準帶隙電壓的線性跟隨關系。

本發明的一些實施例中，所述共漏極放大器電路20包括第一場效應管PM1、第二場效應管NM1和第一電阻R1，其中：所述第一場效應管PM1的源極連接到電源，第一場效應管PM1的柵極連接到控制控制信號輸入端SW，所述第一場效應管PM1的漏極連接到所述第二場效應管NM1的漏極；所述第二場效應管NM1的柵極連接到所述運算放大器電路10的輸出端，所述第二場效應管NM1的源極連接到所述零溫漂電壓產生電路30的基準帶隙零溫漂電壓輸出端OUT并通過所述第一電阻R1接地。

本發明的一些實施例中，所述零溫漂電壓產生電路30包括第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4和第六電阻R_trim，其中：所述第一晶體管Q1的發射極連接到所述第二晶體管Q2的發射極并通過所述第四電阻R4接地；所述第一晶體管Q1的集電極連接到所述零溫漂電壓產生電路30的第二連接端并連接到所述第二電阻R2的一端，所述第二電阻R2的另一端連接到所述第一晶體管Q1的基極并且連接到所述第六電阻R_trim的一端；所述第二晶體管Q2的基極連接到所述零溫漂電壓產生電路30的第二連接端，所述第二晶體管Q2的集電極連接到所述零溫漂電壓產生電路30的第一連接端并連接到所述第三電阻R3的一端；所述第三電阻R3的另一端連接到所述第六電阻R_trim的所述一端；所述第六電阻R_trim的另一端連接到所述基準帶隙零溫漂電壓輸出端OUT。